密西根学院独特的学术氛围和先进的科技探索让这里的师生站在科技创新的前沿。学院拥有一支强大的科研团队。他们不断探索,不断开拓,努力创造着引领业界并最终造福人类的科技梦想和创新成果。
为帮助公众揭开科研的神秘面纱,我们将陆续推出JI科研系列报道。让我们借助这些报道,走近密院,进入科技前沿的神秘世界。
本期密西根学院教师钱炜慷以“近似计算:一种针对可容错应用的低能耗计算范式”为题,向与会师生介绍了近似计算电路的应用。
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在如今的信息时代,集成电路已成为我们生活中不可或缺的一个事物了。从智能手机,到笔记本电脑,到汽车,再到现代建筑,集成电路的影子无处不在。
在专业领域,当前集成电路设计往往要求芯片的面积更小,运算速度更快,而且芯片的功耗更低。另一方面,随着人工智能和多媒体技术的发展,各种模式识别、机器学习、图像处理、视频处理方面的应用越来越广泛。这些应用有一个共同点是不需要完全准确的计算结果, 拥有少量误差的结果也可以被接受。例如,在图像处理中,小部分像素值略有偏差是不会被人所察觉的。在网页搜索中,用户很难发现一个相关度最高的结果和一个相关度较高的结果之间的差别。

DSC_0012副本钱炜慷向与会师生介绍了近似计算电路的应用

在这一背景下,催生出了近似计算电路这一专业概念。由于应用本身的容错性,所以并不要求电路实现与给定目标完全一致的计算结果。因此,可以通过牺牲一定的正确性来进一步减小芯片的面积,提高芯片的速度和降低芯片的功耗。事实上,一些研究表明,通过巧妙地引入错误,可以使电路面积、速度和功耗得到大大的改善。
在近似计算电路方面,钱炜慷教授课题组目前主要开展两方面的研究工作。一方面针对一些常用的算术运算电路,如加法器、乘法器等,设计低功耗的近似计算电路。另一方面,探索自动生成最优的近似计算电路的算法,针对任给的目标电路和错误约束,产生最优的近似电路。
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钱炜慷,现任上海交通大学密西根学院助理教授。他2006年于清华大学自动化系获学士学位,2011年于美国明尼苏达大学电子与计算机工程系获博士学位。其研究方向主要是计算机辅助设计集成电路和面向新技术的电路设计。他曾获2009年国际计算机辅助设计大会最佳论文提名和 2016年国际逻辑与综合研讨会最佳论文提名。